研究了双向渐进结构拓扑优化方法在ABAQUS-MATLAB平台中的集成实现。拓扑优化是一种在给定设计域内寻找最优的材料布局的计算方法,从而在满足设计约束的情况下最大或最小化目标函数。目前,MATLAB平台进行的结构拓扑优化研究主要是二维结构,其研究目的倾向于新优化算法的开发及教育用途。重点研究了ABAQUS-MATLAB平台集成实现双向渐进结构拓扑优化方法的关键技术问题。
根据ABAQUS的有限元分析过程及BESO方法的原理,确定了方法的总体设计方案,将双向渐进结构拓扑优化方法在ABAQUS-MATLAB平台的集成实现分为ABAQUS中的有限元分析、MATLAB中的优化求解、ABAQUS和MATLAB中的数据交换三个部分。在MATLAB中对ABAQUS建立的模型进行拓扑优化时应用了BESO方法,并将优化后的结果返回到ABAQUS中。同时,还介绍了ABAQUS中的算例模型的建立,以及ABAQUS结果向MATLAB的传输使用的A2M工具,对BESO方法在MATLAB中的程序以及实现循环的各种MATLAB程序功能进行了解释说明。
中展示了使用中代码进行拓扑优化的二维及三维模型的应用算例,也进行了相同模型条件下与在ABAQUS中使用Python的BESO法的效率对比。证明了本方法在应用性及效率上都有一定优越性。的研究成果可以为结构拓扑优化领域的研究和应用提供参考和借鉴,具有较高的理论价值和实践意义。
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